👉 Chacune des technologies présentées dans cet article ont été révolutionnaires. Elles ont rendu le vol plus facile et plus sûr.
📅 Voici la liste de 8 des technologies aéronautiques les plus importantes de l’histoire du vol.
1/ Radiocommunication
📻 Au début des années 1930, les radios, comme d’autres technologies aéronautiques, mûrissaient au rythme des progrès de l’aviation.
✈️ Elles étaient suffisamment petites, légères et fiables pour être installées même dans de petits avions.
Aujourd’hui, il est possible de communiquer facilement air-sol, sol-air et air-air, avec une excellente fidélité vocale. Même à de grandes distances.
👉 Les avantages de cette technologie sont nombreux et évidents.
Il est donc difficile d’envisager aujourd’hui un monde de l’aviation, où les pilotes et les contrôleurs ne peuvent pas communiquer entre eux.
2/ L’ILS (Instrument Landing System)
👉 L’ILS (système d’atterrissage aux instruments) est une aide à l’atterrissage de précision standard de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI).
⛈️ Elle est utilisée pour fournir des signaux de guidage d’azimut et de descente précis, pour guider les aéronefs à atterrir sur la piste dans des conditions météorologiques normales, ou défavorables.
Le système d’atterrissage aux instruments (ILS) est un moyen très précis et fiable de naviguer vers la piste dans des conditions IFR (Instrument Flight Rules – Vol aux instruments).
L’ILS fournit le guidage latéral et vertical nécessaire pour effectuer une approche de précision.
Quand tous les composants du système ILS sont disponibles, y compris la procédure d’approche approuvée, le pilote peut exécuter une approche de précision.
✅ Certes, cela nécessite beaucoup d’infrastructures, mais c’est un système d’atterrissage de haute précision.
Il s’agit essentiellement de signaux radio de navigation disposés verticalement (la pente de descente) et latéralement (le composant d’alignement de piste), avec un instrument dans l’avion pour suivre chacun d’eux.
Bien que piloter un ILS demande de la pratique, et nécessite certaines compétences, rester sur la pente de descente est autant un art qu’une science. C’est un système autonome qui donne à l’approche VOR (visual omni-range) une apparence primitive.
Les approches RNAV (navigation de surface) de précision sont meilleures à plusieurs égards. Mais l’ILS a été le champion incontesté du vol aux instruments pendant plus de 50 ans.
➡️ Et comme il est encore largement utilisé, même pour les atterrissages automatiques, peu s’attendent à ce qu’il disparaisse de sitôt.
3/ GPS
🛰️ Le développement par le ministère de la Défense des États-Unis du système de positionnement global (GPS), a marqué un tournant dans la navigation, même s’il ne s’agissait pas du premier système de ce type.
📅 Avant l’arrivée du GPS à usage civil à la fin des années 1980, il existait déjà quelques systèmes de navigation de zone. Peu d’entre eux ont d’ailleurs pu pénétrer dans les ponts d’envol des petits avions.
Il existe des systèmes de navigation de surface qui calculent la position en fonction des positions relatives des aides à la navigation radio et du DME, avec une très grande précision.
👉 Il y a également des systèmes inertiels qui utilisent des combinaisons sophistiquées, et extrêmement coûteuses, de gyroscopes, et/ou de lasers ou de gyroscopes à semi-conducteurs, ainsi que des magnétomètres pour calculer la position en fonction des taux de rotation.
Comme les unités de navigation de surface sophistiquées, les systèmes inertiels sont très précis.
De plus, ils ne dépendent pas des aides à la navigation, ou des satellites pour fonctionner. Ils sont entièrement autonomes.
Ces types de systèmes ont été largement adoptés par de grands acteurs commerciaux, militaires et privés.
Fonctionnement
🛰️ Le GPS utilise une constellation connue de satellites, pour déterminer précisément des points de localisation sur la terre et dans l’atmosphère.
🌍 Comme son nom l’indique, c’est un système mondial.
👉 Lorsqu’il est associé à une base de données, un récepteur GPS peut fournir un guidage extrêmement précis d’un point à un autre.
Et lorsqu’ils sont aidés par des systèmes terrestres et spatiaux supplémentaires, les récepteurs GPS peuvent fournir une capacité de localisation extrêmement précise, permettant des trajectoires d’approche sans l’incertitude angulaire, ou l’infidélité radio que même les systèmes ILS sont susceptibles de subir.
Mais le GPS a aussi des faiblesses.
Comme son signal est de très faible puissance, il peut être brouillé assez facilement. Et comme il repose sur des satellites et des systèmes associés, il est incroyablement coûteux à mettre en place et à entretenir.
🚨 De plus, son système est mit en danger par les débris spatiaux.
Les débris spatiaux menacent le GPS
Beaucoup de gens utilisent aujourd’hui des produits et des services, qui dépendent des satellites et de leurs capacités. Et il n’y a quasiment aucune solution qui peut les remplacer sur Terre. 👉 Nous avons accès a des services de communication par satellite et de prévisions météorologiques, et nous pouvons utiliser le GPS pour le transport,…
➡️ Mais son impact sur l’aviation est sans précédent.
4/ Navigation par carte mobile
🗺️ L’idée d’une carte mobile électronique qui connaît notre position précise dans les airs, et peut suivre et afficher une image en constante évolution du monde, était un fantasme pour les pilotes.
Eux qui luttaient autrefois avec des cartes papier…
Et quand quelques technologies (GPS, écrans à faible coût et petits processeurs puissants) sont apparues, la carte mobile est née.
✈️ La révolution des cartes mobiles a été fondamentale pour l’avancement de la connaissance de la situation, et pour l’élimination de l’un des types d’accidents les plus meurtriers : le vol contrôlé vers le terrain (CFIT), où un avion est piloté par son équipage dans le sol par erreur.
👉 Avec une carte mobile, le pilote a une connaissance automatique de la situation en 4 dimensions (le temps est la 4ème). Il a une cartographie graphique et dynamique des systèmes météorologiques, des données des voies aériennes et des aéroports, et bien plus encore.
5/ Intelligence météorologique
Pendant le vol, les pilotes & l’appareil font face au givre, au brouillard, à des vents violents, de la turbulence, des vagues de montagne et à des obstructions de nuages.
➡️ Mais le phénomène météorologique le plus dangereux est l’activité convective, qui se manifeste le plus souvent sous forme d’orages.
⚡️ Ces orages peuvent atteindre des proportions catastrophiques, et être si puissants qu’ils peuvent carrément détruire un avion.
🔥 ❄️ La convection est un terme qu’on entend assez souvent en météorologie. C’est un terme qui décrit le transport vertical de la chaleur, et de l’humidité dans l’atmosphère. C’est généralement le déplacement d’une zone plus chaude (la surface) à une zone plus froide (en altitude).
NexRad
Le développement des technologies de collecte météorologique a progressé depuis l’avènement du vol motorisé, mais le plus important a été le développement du radar météorologique de nouvelle génération, connu sous le nom de NexRad.
📡 Introduit en 1988, NexRad est un puissant radar Doppler capable de détecter avec sensibilité la forme, l’intensité, le mouvement, l’activité convective et les précipitations d’une tempête. Le réseau de 160 sites radar aux États-Unis fournit un système de surveillance météorologique, d’un océan à l’autre.
➡️ C’est une technologie capable de fournir des alertes précoces vitales en cas d’orages violents, de tornades et d’ouragans. L’amélioration continue des technologies de prévision et du renseignement, a fourni à l’aviation aujourd’hui des outils qui étaient inimaginables il y a 50 ans. Ces renseignements permettent d’économiser des milliards de dollars en réparation, et de sauver d’innombrables vies chaque année.
L’aviation a également connu une révolution dans la disponibilité des informations météorologiques dans le cockpit, avec les services météorologiques TIS-B de l’ADS-B, et les informations météorologiques à la minute.
👉 Cela permet aux pilotes de prendre les meilleures décisions de planification possibles, basées sur des informations réelles, et non sur des rapports vieux de plusieurs heures.
6/ Pilotes automatiques
Pour de nombreux pilotes, un pilote automatique est stupide et inutile.
👉 Mais les pilotes automatiques numériques d’aujourd’hui ne le sont évidemment pas.
Les pilotes automatiques fonctionnent sur un principe commun.
✈️ Le système utilise les entrées de navigation, de cap et d’attitude pour activer les servos, afin de maintenir l’avion là où le pilote l’a programmé.
Un pilote automatique maintient les ailes horizontales, tout en ignorant les autres paramètres.
La chaîne de perte de contrôle dans des conditions d’instruments, commence généralement par une inclinaison abrupte non commandée, provoquant l’entrée de l’avion dans un piqué en spirale, augmentant la vitesse anémométrique et effectuant une récupération.
➡️ En particulier lorsque l’avion est toujours en IMC (instruments meteorological conditions – conditions météorologiques de vol aux instruments).
Les pilotes automatiques d’aujourd’hui peuvent fonctionner en arrière-plan, offrant une protection contre les déviations surprises du tangage, de l’angle d’inclinaison et de la vitesse, empêchant l’avion de devenir trop lent ou trop rapide.
Plusieurs modèles disposent aujourd’hui d’1 seul bouton, que le pilote peut presser pour remettre l’avion en vol rectiligne en palier, en cas de perte de contrôle accidentelle.
Les pilotes automatiques sont passés d’un luxe coûteux, à un outil indispensable pour aider les pilotes à garder le contrôle de l’avion, et à effectuer des approches très précises.
7/ Casques antibruit actifs
🎧 Dans les petits avions, qui sont presque universellement trop bruyants pour notre santé auditive, un bon casque antibruit est un outil essentiel.
👉 Les casques existent depuis longtemps et les premiers modèles étaient lourds, et pas particulièrement efficaces.
Mais c’était mieux que rien. Beaucoup mieux même.
Comme ils ont intégré très tôt des haut-parleurs et des micros montés sur perche, ils ont permis d’atténuer les difficultés de communication pendant le vol.
➡️ Les nouveaux modèles embarquent des fonctions électroniques de suppression du bruit, qui fonctionnent en échantillonnant le bruit extérieur et en créant une contrepartie déphasée. Cela permet d’annuler électroniquement le bruit extérieur. Ou au moins une grande partie de celui-ci (article sur comment fonctionne la technologie antibruit).
8/ Évitement des collisions en vol
✈️💥 Il est rare que des avions se heurtent dans le ciel.
Mais quand un tel évènement se produit, c’est toujours catastrophique.
📖 ⚖️ Et cela mène souvent à des changements réglementaires.
👉 C’est la collision de 1956 entre un Douglas DC-7 et un Lockheed Constellation au-dessus du Grand Canyon, tuant les 128 personnes à bord des 2 avions, qui a lancé la création d’un réseau radar national et de la Federal Aviation Administration (FAA).
Au cours des années suivantes, des collisions en vol au-dessus de Cerritos et de San Diego, en Californie, ont imposé des niveaux supplémentaires de réglementation. Ces réglementations comprennent, par exemple, l’installation obligatoire d’équipements pour les avions qui volent, dans un espace aérien très fréquenté.
Pour la plupart de ces avancées, les avions militaires et commerciaux plus gros ont été les premiers à bénéficier des technologies anticollision.
Les transpondeurs en mode C envoyaient des signaux réguliers et identifiables individuellement, pour aider les contrôleurs à savoir où se trouvaient les avions. Cela leur permettait d’émettre des autorisations de cap, afin d’empêcher les avions potentiellement conflictuelles d’entrer en collision.
➡️ Plus tard, la FAA a mandaté des systèmes d’évitement de collision, TCAS et TCAS II, pour les avions de ligne et autres gros avions. Ces derniers retirant aux contrôleurs l’évitement de collision d’urgence et de dernier recours, et délivrant des autorisations directes aux 2 avions impliqués, afin d’éviter qu’ils ne se heurtent.
Ces dernières années, des avions encore plus petits ont reçu un équipement anticollision, comme le premier système TCAD de Ryan et, plus tard, des systèmes de trafic actif plus performants d’entreprises comme Avidyne et Garmin.
🛰️ L’introduction de l’ADS-B obligatoire en 2020 a donné aux contrôleurs et aux pilotes, de nouveaux outils pour identifier et acheminer individuellement le trafic, afin de minimiser les conflits potentiels, tout en utilisant le suivi par satellite pour fournir des informations de position extrêmement précises et en temps réel (altitude, personnes concernées etc.).
